כיצד להכין הרמונוגרף סיבובי של שלושה מטוטלים: 15 שלבים

2024 מְחַבֵּר: Robert Blare | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 07:41

הרמונוגרף הוא מכשיר מכני העושה שימוש במטוטלים מתנדנדים לציור תמונות. הרמונוגרפיה מסוימת זו תוכננה על ידי קארל סימס אך על פי ההערכה, ההרמונוגרפיות בכלל הומצאו במקור בשנת 1844 על ידי המתמטיקאי הסקוטי יו בלקברן. ישנם סוגים אחרים של הרמונוגרפים, אך סוג סיבובי 3-מטוטל זה נותן מגוון רחב של תוצאות נעימות, וקל למדי לבנות אותו לאחר שהתמקמתם בעיצוב ורכשתם את החומרים והכלים המתאימים. זהו פרויקט נהדר לביצוע עם ילדים ויכול לגרום לאינספור ניסויים ביצירת סוגים חדשים של עיצובים גיאומטריים.

שתי מטוטלות לרוחב מתנדנדות קדימה ואחורה בזווית ישרה אחת לשנייה עם זרועות המתחברות לעט. אחד מזיז את העט מצד לצד, והשני מזיז אותו מלפנים לאחור על הנייר. מטוטלת "סיבובית" שלישית מניעה את הנייר על ידי נדנדה על כל ציר או בתנועות מעגליות, בעוד העט מצייר עליו. התנועות המשולבות של כל שלוש המטוטלות יוצרות את הציור שהתקבל.

• 

• 

• 

צעדים

שלב 1. בנה שולחן יציב

משטח שולחן זה הינו ריבוע בגודל 3'x3 'של דיקט בעובי 3/4 אינץ'. הרגליים הן מרובע בגודל 1½ "x 1½" ואורכן כ- 37 ", עם פלטות משולשות חתוכות מחתיכות עץ בגודל 1" x 8 "x 12". הרגליים נפרשות מעט כדי לתת לשולחן כוח, וכדי לאפשר למטוטלת הסיבובית להתנדנד מבלי לפגוע ברגל.

• הברג ו/או הדבק תחילה את הפלטה לרגליים ולאחר מכן חתוך את צמרותיהם יחד בזווית קלה בעזרת שולחן או מסור עגול.

  

• התאם את אורכי הרגליים כדי לתת גובה שולחן של כ 37 אינץ '.

  

• אם אתה רוצה להיות מסוגל להתאים את השולחן מבעד לדלתות מבלי להוריד את הרגליים, ייתכן שתצטרך רגליים ופנדלים מעט יותר קצרים.

  

שלב 2. קדוח חורים למטוטלים

מקדחים 3 חורים בקוטר 3 "דרך משטח השולחן כדי שהמטוטלות יסתדרו. החור של המטוטלת הסיבובית צריך להיות מרוכז בפינה כ- 8" מכל צד, רק במרחק של סד הרגל שמתחתיו. שני החורים האחרים צריכים להיות מיושרים ליד הקצוות הנגדים, כ -8 אינץ 'מהצד המשותף ו -3 "מהשני. לשם כך תזדקק למקדח עגול גדול במיוחד. לחלופין ניתן קודם לקדוח חור קטן יותר, ולאחר מכן לחתוך פתח רחב יותר בעזרת פאזל.

שלב 3. הרכיבו שתי לוחות מתכת (כ -1 "" על 4 ") על צדי שני חורי המטוטלת הרוחביים, וקדחו שקוע קטן במרכז כל צלחת

• התחל את הכניסה בצלחת המתכת בעזרת מקדח קטן (כגון 1/8 אינצ ') ולאחר מכן המשך בביט גדול יותר (כגון 1/4 אינץ'). היזהר לא לקדוח לאורך כל הדרך.

  

• אלא אם כן יש לך מכונת קידוח טובה, יתכן שיהיה קל יותר למקם את שקעי הצלחות על השולחן לאחר שתיצור את בלוקי המשען עם ברגים בולטים למטה, מכיוון שיהיה קשה יותר למקם את הברגים במדויק בבלוקים מאוחר יותר כדי ליישר קו עם את החריצים.

שלב 4. בנה את המטוטלות

פיר המטוטלים עשויים מסמרות עץ בקוטר 3/4 אינץ '. קוביות עץ, אלון בגודל 3/4 אינץ', משמשות נקודת משען כך שהמטוטלות יכולות לנוח ולהתנדנד על השולחן בחיכוך מינימלי. שני מטוטלים לרוחב, השתמשו בבלוקים ארוכים בגודל 5 אינץ ', ובמטוטלת הסיבובית השתמשו בבלוק ארוך בגודל 2 אינץ'. קדחו חור בגובה 3/4 אינץ 'במרכז כל בלוק, והברגו ברגים של 10 אינץ' בכל קצה. הטיפים של הברגים יונחו בחריצים של לוחות המתכת על השולחן כדי לשמור אותם במקומם בזמן הנדנדה.

שלב 5. הכנס דיבל דרך החור בגודל 3/4 אינץ 'בכל בלוק נקודת משען

הדביקו ו/או הברגו אותם כך שקצות הבורג נמצאים 12 "מהקצה העליון של הדיבל ופונים כלפי מטה. המטוטלת צריכה לתלות למטה 36" מתחת לפני השטח העליון של השולחן עם מרווח של כ -1 "מהרצפה.

שלב 6. בנה את הג'ימבל

המטוטלת הסיבובית זקוקה למנגנון גימבל המאפשר לה להתנדנד לכל כיוון. זה עשוי ממכונת כביסה גדולה ממתכת עם קוטר פנימי חיצוני בגודל 2 וחצי. מכונת הכביסה מונחת על קצות בורג הבולטים מתחת לשולחן, ואז המטוטלת מונחת על מכונת הכביסה. מקדחים זוגות של שקעים לתוך מכונת הכביסה מכל צד, 90 מעלות בין הצדדים, כדי לאפשר נדנדה על שני צירים בניצב.

• להלן תצוגות של הגמבל המטוטלת הסיבובית מלמעלה ומתחת לשולחן. בתצוגה מלמטה, שימו לב לגושי האלון (3/4 "x 1½" x 5 ") התומכים בשני הברגים (1¾" #10) הבולטים כלפי מעלה ובאלכסון.

  

שלב 7. קובץ את הקצוות התחתונות של בלוקים אלה לפי הצורך, כך שהמטוטלת לא תפגע בהם כשהיא מתנדנדת

באופן דומה יש לרדת לפינות גוש המשען במידת הצורך, כך שהוא לא יפגע בשולחן בעת הנדנדה.

שלב 8. צרף את המשקולות

משקולות הרמה של 2 ½ ק"ג מחנות מוצרי ספורט פועלות היטב, אך בדרך כלל יש להן חור פנימי בגודל 1 אינץ '. ניתן לערום מספר משקולות ולהחליק אותן יחד על תליון המטוטלת בגודל 3/4 "באמצעות צינור מתכת ארוך בגודל" 3/4 ". פטמה, עם תותבת 3/4 "עד 1" מוברגת בקצה התחתון. מהדק פלדה בגודל 1 אינץ 'המחובר לנעץ מסדר את המשקולות מהחלקה ומאפשר התאמה קלה של גובה המשקל כדי לתת תדרים מתנדנדים שונים.

שלב 9. צור את פלטפורמת הנייר

חותכים בערך 1 "מהחלק העליון של הפנדל המטוטלת הסיבובית, כך שהוא מעט נמוך מהשניים האחרים. לאחר מכן הרכיבו ריבוע בגודל 11" x11 "של לוח דק בגודל 1/8" לראש המטוטלת הזו, בעזרת בלוק עץ אלון קטן. מודבק אליו לתמיכה, עם חור בגודל 3/4 אינץ 'עבור הדיבל.

• עטפו מעט סרט מסביב לחלקו העליון של הדיבל בכדי להתאמה הדוקה, או פשוט הדביקו אותו.

  

• השתמש בשתי גומיות, או כמה קליפס, כדי להחזיק את הנייר במקום על הרציף.

  

שלב 10. צור את הזרועות

חבר מקל בלסה ארוך בגובה 30 אינץ 'לראש כל מטוטלת לרוחב באמצעות מסמר דק. כופף מעט את הציפורן קדימה ואחורה בבלסה על מנת לאפשר לזרוע להסתובב בצורה חלקה ולנוע מעט למעלה ולמטה. חור הציפורן ישתחרר לאט לאט. עוד במהלך השימוש.

שלב 11. חבר את שתי הזרועות יחד עם רצועת גומי כפולה כפי שמוצג

שים לב שאם אתה מתכנן להשתמש בהרמונוגרף שלך באופן קבוע, כמו בסביבה מוזיאלית, ייתכן שיהיה צורך בפתרון חזק יותר לזרועות אלה שלא יתלבשו מהר.

שלב 12. אופנה מחזיק עט

להכנת מחזיק עט פשוט, מקדחים חור בגודל 1/2 אינץ 'בקצה זרוע אחת וחוצים כ- 4 אינץ' במרכז הזרוע כדי ליצור מכשיר דמוי סיכה. לחלופין, פשוט הדביקו סיכת בגדים אמיתית לקצה אחת הזרועות. מוצגות תמונות משתי הגרסאות.

שלב 13. הפוך את מרים העט

נוח להיות מסוגל להעלות ולהוריד את העט בעדינות מבלי להפריע לתנועת המטוטלות. לשם כך, הכנס מוט 30 אינץ 'לחור הסמוך למרכז השולחן, מספיק רחוק מפלטפורמת הנייר כדי שלא ייפגע ממנו (כ -12 אינץ' מחור המטוטלת הסיבובית).

שלב 14. צרף גוש אלון מתחת לשולחן לקבלת חור עמוק יותר ותמיכה טובה יותר

שלב 15. קשרו חוט לזרועות הבלסה בהן הם מחוברים זה לזה, הובילו אותו דרך עין בורג על גבי המוט, וחזרו חזרה אל סלע או חריץ ריבה קטן שבו הוא יכול להחזיק את העט במקום מעל הנייר. עד שאתה מוכן להוריד אותו

וידאו - על ידי שימוש בשירות זה, מידע מסוים עשוי להיות משותף עם YouTube

תוצאות

• כדי לפשט את הדברים, אתה יכול לנעול את המטוטלת הסיבובית על ידי ביטול המשקל הזה כך שהוא מונח על הרצפה ומונע את פלטפורמת הנייר להתנדנד בכלל. חבר את המשקולות האחרות במיקום הנמוך ביותר שלהן להתחלה, מכיוון שמהירות עט קטנה יותר נוטה לתת קווים חלקים יותר. אם שני המטוטלים האחרים מתנדנדים יחד באותה תדר תקבלו דפוסים פשוטים של עיגולים, אליפסים או קווים. אם התדרים שלהם מעט שונים, התבנית תשתנה לאט לאט ממעגלים לקווים ובחזרה כשהיא מתפוררת, מה שיעניק עיצובים דמויי עיניים. כאשר התדרים שונים מאוד, אתה עשוי לקבל תוצאות במראה כאוטי. עם זאת, אם אתה מוצא מיקום שנמצא ליד יחס "הרמוני" של תדרים כגון 3: 2 או 4: 3 אתה יכול לקבל דמויות Lissajous נעימות, שמונה דמויות או צורות דמויות דגים.
• ההשפעה של המטוטלת הסיבובית השלישית מגדילה את מגוון התוצאות האפשריות. כמה מהעיצובים הטובים ביותר מתרחשים כאשר שלוש המטוטלות מתנדנדות כולן בתדרים דומים אך מעט שונים, כשהמטוטלת הסיבובית מסתובבת בתנועה מעגלית. שים לב שהמסה של פלטפורמת הנייר על גבי המטוטלת הסיבובית גורמת לה להתנדנד בתדירות מעט איטית יותר כאשר כל המשקולות נמצאות במיקום הנמוך ביותר שלהן, כך שהיית מעלה את זה מעט אם אתה רוצה שזה יתאים לתדר של השני שתיים.
• ניתן לבצע עיצובים שונים בצורת כוכב על ידי הגבהת משקולות הן על המטוטלים הרוחביים, או רק על המטוטלת הסיבובית, בכדי לתת יחסי תדר הרמוניים. יחס 3: 2 גורם לעתים קרובות לכוכבים בעלי חמישה נקודות ויחס של 4: 3 נוטה לתת צורות של כוכבים בעלי 7 נקודות.

טיפים

• במקום הנייר והעט, נסה מגש של חול דק או אבקה ומסמר או מקל חד. דפוסים הם בלתי -זמניים אך מאפשרים ניסויים מתמשכים בזמן שאתה מקבל תחושה של המכשיר.
• התאם את גובה המשקל של המטוטלת כדי לשנות את תדירות הנדנדה שלה. תדירות המטוטלת משתנה עם ההפוך של השורש הריבועי באורכה, כך שתנודד פי שניים מהר יותר, האורך בין נקודת המשען למרכז המסה שלה צריך להיות 1/4 מהאורך המקורי (מה שעשוי אל תהיה מעשי עם ההרמונוגרף הזה). לעלייה בתדירות של 3: 2 או 4: 3, המשקולות יעלו סביב 19 "או 15" בהתאמה, אם כי סביר להניח שתעשה כמה בדיקות תזמון כדי למצוא ולסמן גבהים אלה בניסוי.
• נסו עטים וסמנים מסוגים וצבעים שונים. נראה כי עטים רחבים או טושים דקים פועלים בצורה הטובה ביותר. להלן כמה שעשו טוב:
• Uniball GEL Impact in Silver, שימוש על נייר שחור או כהה.
• Pigma Graphic 1 (1.0 מ"מ) בשחור, שימוש על נייר לבן או בהיר.
• שימוש ב- Sakura Identi Pen בצבע שחור, סגול וכו 'על נייר לבן או בהיר.
• הוסף משקל נוסף למטוטלת כדי לנטרל חיכוך ולגרום לתנופה להימשך זמן רב יותר. גיליתי ש- 2 ק"ג (2 x 2½) על המטוטלת הסיבובית, ושני (2 x 2½) על שני האחרים עובדים די טוב. שים לב שהוספת משקל יותר לא משנה בדרך כלל את תדירות המטוטלת.
• בכל פעם שאתה מניף את המטוטלים כדי ליצור ציור חדש, השלבים היחסיים והאמפליטודות של כל מטוטלת ישתנו. נסה באיזשהו מקום את המטוטלת הסיבובית והמטוטלים הרוחביים בהתחלה יוצרים עיגולים לאותו, או לכיוונים מנוגדים. נסה במקום כלשהו שהמטוטלים הרוחביים מתנדנדים בשלב הראשון בשלב כדי ליצור קו אלכסוני.